热释电是热释电材料中自发极化的温度波动（时间温度梯度）响应，已广泛用于热成像、传感器、纳米发电机、能量收集器、氢生成和核聚变等领域。热释电器件的独特优势之一是低至皮秒的超快响应。但当独立的热释电材料，接近二维2D结晶极限时，热释电行为在很大程度上仍然是未知的，故限制其适用范围。

有鉴于此，美国伦斯勒理工学院Jie Jiang，Yunfeng Shi，Jian Shi等人根据平面外成键特征不同而形成的三种不同热释电材料：范德华（In2Se3）、准范德华（CsBiNb2O7）到离子/共价ZnO，并通过实验展示了维度对热释电的影响，以及晶格动力学与热释电的关系。

本文要点：

1）研究发现，对于In2Se3、CsBiNb2O7及ZnO这三种材料，自支撑片厚度与热释电系数呈负相关。此外，沿平面外方向具有化学键的材料，表现出最大的维度效应。

2）电子-声子重整化和热释电之间可能存在的相关性，该结论已通过MD模拟、温度相关拉曼光谱和同步加速器XRD显示的与厚度相关的晶格动力学进行证明。

这项工作有望促进超薄材料中热释电的基础研究，并激发热释电在热成像和能量收集中的潜在应用。为使用维度控制的热释电设计和开发高性能传感和能量转换设备打开了一扇窗。

参考文献

Giant pyroelectricity in nanomembranes

DOI: 10.1038/s41586-022-04850-7

https://doi.org/10.1038/s41586-022-04850-7